高氨氮廢水是一種具有較高氨氮含量的廢水，主要來源于化肥、焦化、石化、制藥、食品、垃圾填埋場等，如果直接排放，會對水環(huán)境造成嚴重的影響，，甚至對人群及生物產(chǎn)生毒害作用，為了降低高氨氮廢水對環(huán)境的影響，需要進行相應(yīng)的處理。

廢水中氨氮的構(gòu)成主要有兩種，一種是氨水形成的氨氮，一種是無機氨形成的氨氮，主要是硫酸銨，氯化銨等等。那么我們在處理高氨氮廢水處理時會采用吹脫法、化學(xué)沉淀法、化學(xué)氧化法、吸附法和膜分離法用來進行高氨氮廢水處理。下面介紹9種高氨氮廢水處理工藝：

一、物化法

1. 吹脫法

在廢水中氨氮多以銨離子(NH+4)和游離氨(NH3)的狀態(tài)存在，兩者保持平衡，平衡關(guān)系為：NH3+H2O→NH+4+OH-。這個平衡受pH值影響。當廢水pH值升高時，OH-離子增多，該平衡反應(yīng)向左移動，有利于NH+4生成游離態(tài)的NH3，從而使得游離氨所占比例加大，游離氨易于從水中逸出。當廢水的pH值升高到11左右時，廢水中的氨氮幾乎全部以NH3的形式存在，再加上曝氣吹脫的物理作用，則可促使NH3更容易從水中逸出，向大氣轉(zhuǎn)移。此外，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，反應(yīng)方程向左移動，也有利于NH3從水中逸出。依據(jù)此原理，可以采用吹脫法來去除廢水中氨氮。

2.膜分離技術(shù)

膜分離法是利用了膜的選擇透過性來去除氨氮，膜的一側(cè)是廢水，另一側(cè)是酸性溶液，利用氣水分離膜透水不透氣的特點，先將廢水調(diào)節(jié)PH到堿性，使化學(xué)平衡逆向移動，增加氨氣形態(tài)在廢水中的比重，這樣氨氣透過膜轉(zhuǎn)移到酸性吸收液一側(cè)，與酸反應(yīng)生成銨鹽，之后廢水再進入蒸發(fā)系統(tǒng)。

由膜脫氨法的原理，可知氨氮的吸收是在膜管里進行，所以此法須要限制廢水中懸浮物的量，以免造成膜脫氨效率降低和堵塞，適用于廢水雜質(zhì)量不高和蒸發(fā)冷凝水等的脫氨。

3. 沸石脫氨法

利用沸石中的陽離子與廢水中的NH4+進行交換以達到脫氮的目的。應(yīng)用沸石脫氨法需要考慮沸石的再生問題，通常有再生液法和焚燒法。采用焚燒法時，產(chǎn)生的氨氣需要進行處理，此法適合于低濃度的氨氮廢水處理，氨氮的含量應(yīng)在10--20mg/L。

4.化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法是通過在氨氮廢水中投加鎂化合物或磷酸氫鹽，生成磷酸銨鎂沉淀，從而去除水中的氨氮。其主要是利用以下化學(xué)反應(yīng)：Mg，此法工藝操作相對簡單，反應(yīng)穩(wěn)定，適用于高濃度氨氮廢水的前處理。

5.化學(xué)氧化法

化學(xué)氧化法是利用強氧化劑，將氨氮直接氧化成氮氣進行脫除的一種方法，折點氯化法是常用的一種，其原理是將氣通入氨氮廢水中達到某一臨界點，使氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣。該法氨氮去除效率高，不受鹽分，水溫影響，但此法液消耗量大，容易造成二次污染，適用于低濃度氨氮廢水的處理。

二、生物脫氮法

生物脫氨氮的原理：首先通過硝化作用將氨氮氧化成亞硝酸氮(NO-2-N)，再通過硝化作用將亞硝酸氮進一步氧化為硝酸氮(NO3-N)，通過反硝化作用將硝酸氮還原成氮氣(N2)從水中逸出。反

生物法的優(yōu)點是：可去除多種含氮化合物，對氨氮可以有效降解，總氨氮去除率可達95%以上，二次污染小且運行費用低。然而生物法對水質(zhì)有嚴格的要求，高濃度的氨氮對微生物活性有阻止作用，會降低生化系統(tǒng)對有機污染物的降解效率，從而導(dǎo)致出水難于達標排放。因此，生物法主要用來處理低濃度的氨氮廢水，且沒有或少有毒害物質(zhì)存在，主要在處理生活污水以及垃圾滲濾液等方面應(yīng)用較廣泛。常見的氨氮廢水生物處理工藝有傳統(tǒng)硝化反硝化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化、A/O、A2/O、氧化溝和SBR。

傳統(tǒng)和新開發(fā)的脫氮工藝有A/O，兩段活性污泥法、強氧化好氧生物處理、短程硝化反硝化、超聲吹脫處理氨氮法方法等。

1.A/O工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段異養(yǎng)菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸，使大分子有機物分解為小分子有機物，不溶性的有機物轉(zhuǎn)化成可溶性有機物，當這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進入好氧池進行好氧處理時，提高污水的可生化性，提高氧的效率；在缺氧段異養(yǎng)菌將蛋白質(zhì)、脂肪等污染物進行氨化（有機鏈上的N或氨基酸中的氨基）游離出氨（NH3、NH4+），在充足供氧條件下，自養(yǎng)菌的硝化作用將NH3-N（NH4+）氧化為NO3-，通過回流控制返回至A池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮（N2）完成C、N、O在生態(tài)中的循環(huán)，實現(xiàn)污水無害化處理。其特點是缺氧池在前，污水中的有機碳被反硝化菌所利用，可減輕其后好氧池的有機負荷，反硝化反應(yīng)產(chǎn)生的堿度可以補償好氧池中進行硝化反應(yīng)對堿度的需求。好氧在缺氧池之后，可以使反硝化殘留的有機污染物得到進一步去除，提高出水水質(zhì)。BOD5的去除率較高可達90～95%以上，但脫氮除磷效果稍差，脫氮效率70～80%，除磷只有20～30%。盡管如此，由于A/O工藝比較簡單，也有其突出的特點，目前仍是比較普遍采用的工藝。

2.兩段活性污泥法能有效的去除有機物和氨氮，其中二級處于延時曝氣階段，停留時間在36小時左右，污水濃度在2g/l以下，可以不排泥或少排泥從而降低污泥處理費用。

3.強氧化好氧生物處理其典型代表有粉末活性炭法（PACT工藝）

粉末活性碳法的主要特點是向曝氣池中投加粉末活性炭（PAC）利用粉末活性炭很發(fā)達的微孔結(jié)構(gòu)和更大的吸附能力，使溶解氧和營養(yǎng)物質(zhì)在其表面富集，為吸附在PAC 上的微生物提供良好的生活環(huán)境從而提高有機物的降解速率。

近年來國內(nèi)外出現(xiàn)了一些全新的脫氮工藝，為高濃度氨氮廢水的脫氮處理提供了新的途徑。主要有短程硝化反硝化、好氧反硝化和厭氧氨氧化等。

4. 短程硝化反硝化

短程硝化反硝化是在同一個反應(yīng)器中，先在有氧的條件下，利用氨氧化細菌將氨氧化成亞硝酸鹽，然后在缺氧的條件下，以有機物或外加碳源作電子供體，將亞硝酸鹽直接進行反硝化生成氮氣。短程硝化反硝化的影響因素有溫度、游離氨、pH值、溶解氧等。

該技術(shù)具有很大的優(yōu)勢：①節(jié)省25%氧供應(yīng)量，降低能耗；②減少40%的碳源，在C/N較低的情況下實現(xiàn)反硝化脫氮；③縮短反應(yīng)歷程，節(jié)省50%的反硝化池容積；④降低污泥產(chǎn)量，硝化過程可少產(chǎn)污泥33%~35%左右，反硝化階段少產(chǎn)污泥55%左右。實現(xiàn)短程硝化反硝化生物脫氮技術(shù)的關(guān)鍵就是將硝化控制在亞硝酸階段，阻止亞硝酸鹽的進一步氧化。

5. 好氧反硝化

傳統(tǒng)脫氮理論認為，反硝化菌為兼性厭氧菌，其呼吸鏈在有氧條件下以氧氣為終末電子受體在缺氧條件下以硝酸根為終末電子受體。所以若進行反硝化反應(yīng)，需要在缺氧環(huán)境下。近年來，好氧反硝化現(xiàn)象不斷被發(fā)現(xiàn)和報道，逐漸受到人們的關(guān)注。一些好氧反硝化菌已經(jīng)被分離出來，有些可以同時進行好氧反硝化和異養(yǎng)硝化（如Robertson等分離、篩選出的Tpantotropha.LMD82.5）。這樣就可以在同一個反應(yīng)器中實現(xiàn)同步硝化反硝化，簡化了工藝流程，節(jié)省了能量。

6. 厭氧氨氧化（ANAMMOX）和全程自養(yǎng)脫氮(CANON)

厭氧氨氧化是指在厭氧條件下氨氮以亞硝酸鹽為電子受體直接被氧化成氮氣的過程。

厭氧氨氧化（Anaerobicammoniaoxidation，簡稱ANAMMOX）是指在厭氧條件下，以Planctomycetalessp為代表的微生物直接以NH4+為電子供體，以NO2-或NO3-為電子受體，將NH4+、NO2-或NO3-轉(zhuǎn)變成N2的生物氧化過程。該過程利用獨特的生物機體以硝酸鹽作為電子供體把氨氮轉(zhuǎn)化為N2，很大限度的實現(xiàn)了N的循環(huán)厭氧硝化，這種耦合的過程對于從厭氧硝化的廢水中脫氮具有很好的前景，對于高氨氮低COD的污水由于硝酸鹽的部分氧化，大大節(jié)省了能源。目前推測厭氧氨氧化有多種途徑。其中一種是羥氨和亞硝酸鹽生成N2O的反應(yīng)，而N2O可以進一步轉(zhuǎn)化為氮氣，氨被氧化為羥氨。另一種是氨和羥氨反應(yīng)生成聯(lián)氨，聯(lián)氨被轉(zhuǎn)化成氮氣并生成4個還原性[H]，還原性[H]被傳遞到亞硝酸還原系統(tǒng)形成羥氨。第三種是：一方面亞硝酸被還原為NO，NO被還原為N2O，N2O再被還原成N2；另一方面，NH4+被氧化為NH2OH，NH2OH經(jīng)N2H4，N2H2被轉(zhuǎn)化為N2。

與傳統(tǒng)生物法相比，厭氧氨氧化無需外加碳源，需氧量低，無需試劑進行中和，污泥產(chǎn)量少，是較經(jīng)濟的生物脫氮技術(shù)。厭氧氨氧化的缺點是反應(yīng)速度較慢，所需反應(yīng)器容積較大，且碳源對厭氧氨氧化不利，對于解決可生化性差的氨氮廢水具有現(xiàn)實意義。

全程自養(yǎng)脫氮工藝是近年發(fā)展起來的新型脫氮工藝.其原理是在單一反應(yīng)器內(nèi), 利用好氧氨氧化細菌(AOB)和厭氧氨氧化細菌(AnAOB)的協(xié)同作用, 將水中的NH4+-N直接轉(zhuǎn)化為N2, 該工藝不消耗有機碳源, 耗氧量低且污泥產(chǎn)量低, 被認為是具發(fā)展前景的脫氮工藝。

全程自養(yǎng)脫氮的全過程實在一個反應(yīng)器中完成，其機理尚不清楚。Hippen等人發(fā)現(xiàn)在限制溶解氧（DO濃度為0.8·1.0mg/l）和不加有機碳源的情況下，有超過60%的氨氮轉(zhuǎn)化成N2而得以去除。同時Helmer等通過實驗證明在低DO濃度下，細菌以亞硝酸根離子為電子受體，以銨根離子為電子供體，產(chǎn)物為氮氣。

有實驗用熒光原位雜交技術(shù)監(jiān)測全程自養(yǎng)脫氮反應(yīng)器中的微生物，發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)器處于穩(wěn)定階段時即使在限制曝氣的情況下，反應(yīng)器中任然存在有活性的厭氧氨氧化菌，不存在硝化菌。有85%的氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣。鑒于以上理論，全程自養(yǎng)脫氮可能包括兩步一是將部分氨氮氧化為煙硝酸鹽，二是厭氧氨氧化。

7.超聲吹脫處理氨氮

超聲吹脫法去除氨氮是一種新型高濃度氨氮廢水處理技術(shù)，它是在傳統(tǒng)的吹脫方法的基礎(chǔ)上，引入超聲波輻射廢水處理技術(shù)，將超聲波和吹脫技術(shù)聯(lián)用而衍生出來的一種處理氨氮的方法。將這兩種方法聯(lián)用不僅改進了超聲波處理廢水成本較高的問題，也彌補了傳統(tǒng)吹脫技術(shù)去除氨氮不佳的缺陷，超生吹脫法在保證處理氨氮的效果的同時還能對廢水中有機物的降解起到一定的提高作用。技術(shù)特點（1）高濃度氨氮廢水采用90年代高新技術(shù)——超聲波脫氮技術(shù)，其總脫氮效率在70~90%，不需要投加化學(xué)藥劑，不需要加溫，處理費用低，處理效果穩(wěn)定。（2）生化處理采用周期性活性污泥法（CASS）工藝，建設(shè)費用低，具有獨特的生物脫氮功能，處理費用低，處理效果穩(wěn)定，耐負荷沖擊能力強，不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象，脫氮效率大于90%，確保氨氮達標。

8. Bardenpho工藝

該工藝是在A/O工藝基礎(chǔ)上，增設(shè)了一個缺氧段和好氧段，各段反應(yīng)池均獨立運行，混合液自一好氧池回流至一缺氧池二好氧池無混合液回流（因而須注意，二缺氧池和二好氧池并非組成一級A/O工藝）所增設(shè)的缺氧段和好氧段起強化脫氨和提高處理出水水質(zhì)的作用。運行過程中，一好氧池的內(nèi)部回流混合液、原水中的有機基質(zhì)及回流污泥進入一厭氧池，進行反硝化脫氮。由于一厭氧池進水中含有較多內(nèi)碳源可利用因而具有較高的反硝化速率，但與其進水中的食料比有關(guān)。好氧一池的容積一般可按F./M為0.25考慮；在厭氧二池中，由于好氧二池出水中有機物濃度較低，同時也沒有外加碳源因而反硝化菌主要通過內(nèi)源呼吸作用，以細胞內(nèi)碳源進行反硝化，因此反硝化效率較低，并與系統(tǒng)的污泥齡有關(guān)。但這種反硝化作用可有效地提高整個處理系統(tǒng)的反硝化程度，從而利于提高脫氮效率。必要時，可將少部分進水引入?yún)捬醵匾赃m當補充碳源，提高其反硝化速率。該工藝中好氧二池的主要作用是進一步降低廢水中的有機物濃度，同時改善出水的表觀性狀由于增設(shè)了厭氧二池和好氧二池強化處理作用，該工藝的脫氮效率可以高達90%~95%(城市污水)。

9. BABE工藝

在通常的廢水生物處理工藝中，其污泥經(jīng)濃縮的上層液或氧化處理后脫水濾液均需返回至主體工藝進行處理。由于污泥濃縮上層液或脫水濾液中富含氮，因而其向主體工藝的返回將增加主體工藝的處理負荷，從而影響處理出水中氮的指標。BABE在運行過程中將以A/O方式運行的處理工藝主流程中回流污泥的一部分分流入BABE間歇曝氣池，BABE 所處理的對象為含有高濃度的TN的污泥濃縮上層液或污泥脫水濾液。通過BABE池的間歇曝氣運行，不僅有效地延長了處理工藝的污泥齡，并可對其進液中的氮實現(xiàn)充分的硝化作用，同時由于BABE池的良好消化條件，即較低的有機負荷及良好的溫度控制（一般將溫度控制在30℃），有效地提高了污泥中硝化菌的數(shù)量。BABE池經(jīng)間歇曝氣后富含硝化菌的混合液、內(nèi)回流與進水一起進入A/O工藝主流程，可實現(xiàn)充分的反硝化脫氮，強化了系統(tǒng)對氮的去處作用。

三、生化聯(lián)合法

生化聯(lián)合法是同時運用多種生物反應(yīng)器完成廢水處理的一種技術(shù)?；诖思夹g(shù)，在高氨氮廢水處理中，我們可以采取一系列已有的和新型的生化聯(lián)合方法，以降低氨氮的含量并將其轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)。

如何實施高氨氮廢水的生化聯(lián)合法？一般而言，這種處理方式通常涉及幾個核心步驟：

一種方法：氧化還原與生化法相結(jié)合

通過將氧化還原方法與生物學(xué)處理法進行結(jié)合，可以降低氨氮的含量。一種常見的組合方式是將高氨氮廢水分為兩個部分，其中一個部分經(jīng)過一定程度的生物處理，同時將另一個部分暴露在顆粒狀硫酸鹽中進行氧化還原反應(yīng)，然后將兩部分混合在一起，通過顯微鏡或其他設(shè)備進行監(jiān)控和調(diào)整，以保證處理效果的更大化。

二種方法：替代模式生化反應(yīng)

替代模式處理法也是一種比較常見的處理方式。這種方法利用一組或多組微生物，以組合的方式在有機廢水中進行處理。在這種環(huán)境中，微生物會根據(jù)廢水的成分和含有的多種物質(zhì)進行有機物質(zhì)的分解，并將其中的氨氮轉(zhuǎn)化為無機物質(zhì)，從而實現(xiàn)對高氨氮廢水的處理。

三種方法：AB/SBR反應(yīng)器等生化反應(yīng)器的改進

改進生物反應(yīng)器也是一種比較常見的處理高氨氮廢水的方法。AB /SBR 生化反應(yīng)器針對氨氮廢水的處理因其能夠同時處理氨氮、有機物質(zhì)和硝化物而成為了一個很優(yōu)良的選擇。這種反應(yīng)器的原理是通過設(shè)定不同的溫度、循環(huán)時間和曝氣條件等因素，促進不同菌種的生長。此外還可以通過將反應(yīng)器內(nèi)的生物培養(yǎng)基與廢水聯(lián)合起來實現(xiàn)對廢水的有效處理。

高氨氮廢水處理方法的選擇因情況而異，需要根據(jù)污水的成分、濃度、容量等因素綜合考慮。傳統(tǒng)的生物法、化學(xué)法、物理法雖然能夠有效地降低高氨氮廢水的濃度，但也存在諸多局限，例如處理周期長、成本高等缺點。隨著科技的發(fā)展，新的高氨氮廢水處理技術(shù)不斷涌現(xiàn)，例如納米技術(shù)、超聲波技術(shù)、電解技術(shù)等，它們具有治理效果好、反應(yīng)速度快、節(jié)省能源等特點，將會成為未來高氨氮廢水處理領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。